專利名稱：半導體封裝構造及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體封裝構造及其制造方法。
背景技術：
請參閱圖1所示，是現(xiàn)有習知的半導體封裝構造的剖視圖。該現(xiàn)有習知的半導體封裝構造100，其包含一半導體元件102以覆晶連接的方式(例如藉由復數(shù)個錫球108)固接在一基板104上。該半導體元件102以及該基板104之間具有一底膠充填(underfill)106，藉此增加該半導體元件102以及該基板104的接合的機械強度，固定兩者之間的相對位置，因此當該半導體封裝構造100在例如表面接著制程中遭受到高溫時，不至于崩解或變形。
然而，當該半導體封裝構造100遭受到高溫時，該底膠充填106中含有的水氣或是該半導體元件102以及基板104表面的污染物會揮發(fā)、膨脹而在該底膠充填106中產生空洞，甚至使該底膠充填106剝離。此外，前述的水氣和污染物在受高熱揮發(fā)之后仍被包覆在該底膠充填106中無法逸散到外界，甚且當溫度下降之后，會凝結在錫球108上造成錫球108橋接并且短路。一般而言，該半導體元件102及該基板104之間的空間很有限，因此底膠充填的注入量不易控制，經(jīng)常有溢膠的問題。
由此可見，上述現(xiàn)有的半導體封裝構造在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決半導體封裝構造存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于現(xiàn)有的半導體封裝構造存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品設計制造多年豐富實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新的半導體封裝構造及其制造方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷研究、設計及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的半導體封裝構造存在的缺陷，而提供一種新的半導體封裝構造，所要解決的技術問題是使其可以克服或是改善錫球橋接及溢膠的問題，進而改善半導體封裝結構的信賴性，從而更加適于實用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新的半導體封裝方法，所要解決的技術問題是使其可以節(jié)省制造工序及工時，進而降低制造成本，從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種半導體封裝方法，其包括以下步驟將一半導體元件置于一基板上；將該半導體元件以覆晶連接的方式連接在該基板；將一膠粘劑沿著該半導體晶片封裝構造底面的邊緣涂布，藉此在該半導體元件底面的邊緣與該基板之間形成至少一膠粘結構；以及固化該膠粘結構，藉此進一步將該半導體元件固定在該基板。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
前述的半導體封裝方法，其中所述的膠粘結構是為點狀結構。
前述的半導體封裝方法，其中所述的膠粘結構是為條狀結構。
前述的半導體封裝方法，其中所述的膠粘結構是密封該半導體元件底面的整個邊緣。
前述的半導體封裝方法，其中所述的膠粘結構是僅分布于該半導體元件底面的部分邊緣。
前述的半導體封裝方法，其中所述的覆晶連接包含一回焊步驟，該涂布膠粘劑的步驟是在該覆晶連接步驟之前執(zhí)行，且該固化步驟以及該回焊步驟是同時進行。
前述的半導體封裝方法，其中所述的半導體元件是為一半導體晶片封裝構造。
前述的半導體封裝方法，其中所述的半導體元件是為一晶片尺寸封裝構造。
前述的半導體封裝方法，其中所述的半導體元件是為一晶片。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種半導體封裝構造，其包括一基板；一半導體元件以覆晶連接的方式設置在該基板上；至少一連接結構設置在該半導體元件與該基板之間并且僅沿著該半導體晶片封裝構造底面的邊緣延伸用以將該半導體元件固接在該基板，其中該連接結構是由一膠粘劑固化而形成。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
前述的半導體封裝構造，其中所述的連接結構是為點狀結構。
前述的半導體封裝構造，其中所述的連接結構是為條狀結構。
前述的半導體封裝構造，其中所述的連接結構是密封該半導體晶片封裝構造底面的整個邊緣。
前述的半導體封裝構造，其中所述的連接結構是僅分布在該半導體晶片封裝構造底面的部分邊緣。
前述的半導體封裝構造，其中用以形成該連接結構的膠粘劑是為一軟材質膠使得所形成的該連接結構具有彈性。
前述的半導體封裝構造，其中所述的半導體元件是為一半導體晶片封裝構造。
前述的半導體封裝構造，其中所述的半導體元件是為一晶片尺寸封裝構造。
前述的半導體封裝構造，其中所述的半導體元件是為一晶片。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術方案可知，為了達到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術內容如下本發(fā)明提出一種半導體封裝構造，其主要包含一基板以及一半導體元件以覆晶連接的方式設置在該基板上，其中該半導體元件可以是一晶片或一半導體封裝結構，例如一晶片尺寸封裝構造。本發(fā)明的主要特征在于該半導體封裝構造包含一連接結構設置在該半導體元件與該基板之間并且僅沿著該半導體元件底面的邊緣延伸，用以將該半導體元件固接在該基板，其中該連接結構是由一膠粘劑固化而形成。
由于該連接結構是僅沿著該半導體元件底面的邊緣延伸，因此該連接結構的設計不僅能夠具有固接以及支撐的功用，還能夠減少該半導體元件與該基板之間的應力，使得該封裝構造的結構不至于受到高應力的影響而剝離。
該連接構造可包含點狀結構或是條狀結構，并且該連接結構可以僅分布于該半導體元件底面的部分邊緣，使該半導體封裝構造內部的水氣以及污染物可在高溫的環(huán)境從連接結構之間的縫隙逸出。另外，該連接結構亦可密封該半導體元件底面的整個邊緣，而可防止水氣或污染物進入該半導體封裝構造。
此外，可藉由選擇適當?shù)哪z黏劑(例如軟材質膠)形成具有彈性的連接結構，使得該連接結構亦可具有吸收震動以保護該半導體元件的功能。
本發(fā)明另提供一種半導體封裝方法。首先，將一半導體元件設置在一基板上。然后，以覆晶連接的方式將該半導體元件連接在該基板。再將一膠粘劑沿著該半導體元件的底面的邊緣涂布形成一膠粘結構。最后，固化該膠粘結構以形成該連接結構。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，該膠粘劑涂布步驟亦可在覆晶連接步驟之前進行。更具體的說，該覆晶連接包含一回焊步驟，以高溫回焊復數(shù)個錫球，再利用該復數(shù)個錫球將該半導體晶片封裝構造連接在該基板。在該實施例中可以選擇固化溫度近似錫球回焊溫度的膠粘劑用以形成該連接結構，因此在涂布該膠粘劑之后，可藉由回焊步驟的高溫同時固化該膠粘劑，藉此可以節(jié)省制造工序以及工時。
由于本發(fā)明所提供的方法僅需將膠黏劑沿著該半導體元件的底面的邊緣涂布，而不需要如現(xiàn)有習用技術那樣將形成底膠充填完全填充于該半導體元件與該基板之間，因此可以節(jié)省材料的消耗量，如此不但可減少溢膠的問題，更可以快速的形成該連接結構、提高產能。
綜上所述，本發(fā)明的半導體封裝構造，可以克服或是改善錫球橋接及溢膠的問題，進而改善半導體封裝結構的信賴性。本發(fā)明的半導體封裝方法可以節(jié)省制造工序及工時，進而降低制造成本。其具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，并在同類產品及制造方法中未見有類似設計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在產品結構、制造方法或功能上皆有較大改進，在技術上有較大進步，并產生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的半導體封裝構造具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下特舉出多個較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是現(xiàn)有習知的半導體封裝構造的剖視圖。
圖2是本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造的剖視圖。
圖3是本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造的上視圖。
圖4是本發(fā)明另一實施例的半導體封裝構造的上視圖。
圖5是本發(fā)明另一實施例的半導體封裝構造的剖視圖。
圖6是本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造制造方法的流程圖。
100半導體封裝構造102半導體晶片封裝構造104基板 106底膠充填108錫球 200半導體封裝構造202第一半導體元件204第二半導體元件206基板 208半導體晶片210連接線212連接結構212a點狀結構 212b條狀結構214錫球 500半導體晶片封裝構造502晶片 504基板602設置 604覆晶連接606涂布膠粘劑608固化
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的半導體封裝構造及其制造方法其具體結構、制造方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖2所示，是本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造的剖視圖。本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造200，其主要包含一第一半導體元件202以及一第二半導體元件204，其中該第一半導體元件202以及第二半導體元件204皆為一種半導體封裝構造。該第一半導體元件202包含一基板206、一半導體晶片208設置在該基板206上，并藉由復數(shù)條連接線210電性連接于該基板206。該第二半導體元件204是以覆晶連接的方式(例如藉由復數(shù)個錫球214)設置在該基板206上。在本實施例中，該第二半導體元件204是為一晶片尺寸封裝構造。該第二半導體晶片封裝構造204與該基板206之間具有一連接結構212。
在本實施例中，該晶片208是為具有主要功能的晶片，該第二半導體元件204中所包含的晶片204a則具有輔助功能(例如記憶體以及快閃記憶體等)。由于該半導體封裝構造200包含兩個半導體元件202以及204，在后續(xù)的表面接著制程(將該封裝構造200連接到一印刷電路板)中，該兩個半導體元件202以及204容易因受到高溫的影響而發(fā)生位移或分離。為解決這個問題，現(xiàn)有習知技術是在該第二半導體元件204以及該基板206之間形成一層底膠充填(請參閱圖1所示)，使得該第二半導體元件204在高溫的環(huán)境之下也能固接在該基板206上。然而，底膠充填的結構內部經(jīng)常會含有水氣及污染物，因此在受熱時，底膠充填的結構中的水氣及污染物容易形成氣泡，使該底膠充填結構產生空洞甚至剝離，而失去支撐以及連接的作用；甚且在高溫降下時，水氣和污染物會凝結在錫球214上造成錫球214橋接以及短路。
因此，本發(fā)明提供一種由膠粘劑固化形成的連接結構212取代現(xiàn)有習知技術所使用的底膠充填結構。該連接結構212是用以將該第二半導體元件204固接在該基板206，并且在高溫的環(huán)境之下，用以支撐該第二半導體元件204使該第二半導體元件204與該基板206之間保持固定距離，不至于因高溫而產生變形。應當注意的是，該連接結構212是僅沿著該第二半導體元件204底面的邊緣延伸，而非完全填充在該第二半導體元件204以及該基板206之間，因此連接結構212的設計能夠大幅減少該連接結構212與封裝構造204以及基板206之間的結合界面，藉此可降低該產生剝離的機率。
請參閱圖3、圖4所示，該連接構造212可包含點狀結構212a或是條狀結構212b。如圖3所示，該連接結構212可以僅分布在該第二半導體元件204底面的部分邊緣，藉此當遭受到高溫時，該第二半導體元件204與該基板206之間的水氣以及污染物汽化之后可以從連接結構212之間的縫隙逸出，因此當溫度下降，便不會凝結在錫球214上造成短路。如圖4所示，該連接結構212亦可密封該第二半導體元件204底面的整個周圍邊緣，以防止水氣或污染物進入該第二半導體元件204與該基板206之間。
此外，該連接構造212是由一種膠粘劑固化而形成，因此可藉由選擇適當?shù)哪z粘劑(例如軟材質膠)以形成具有彈性的連接結構212，使得該連接結構212另外具有吸收震動以保護該第二半導體元件204的功能。
另外，請參閱圖5所示，是本發(fā)明另一實施例的半導體封裝構造的剖視圖。本發(fā)明所提供的連接構造212不單可使用于將一晶片封裝構造進一步固接在另一封裝構造的基板上，亦可使用于將一具有金屬凸塊的晶片502進一步固接在一基板504上。
本發(fā)明另還提供一種制造前述半導體封裝構造的方法。請參閱圖6所示，是本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造制造方法的流程圖。根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體封裝構造的方法，其主要流程包括以下步驟首先，在步驟602中，(請參閱圖2、圖5所示)先將該半導體元件204(或是晶片502)設置在該基板206(或是504)上。然后，在步驟604中，以覆晶連接的方式將該半導體元件204(或是晶片502)機械性地以及電性地連接在該基板206(或是504)。在步驟606中，將一適當?shù)哪z粘劑沿著該半導體元件204(或是晶片502)底面的邊緣涂布，在該半導體元件204(或是晶片502)與基板206(或是504)之間形成至少一個點狀或是條狀的膠粘結構。最后在步驟608中，利用高溫、紫外光或是電子束照射等方法固化該膠粘結構以形成該連接結構212。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該步驟604包含一回焊步驟，以高溫回焊復數(shù)個錫球214，再利用該復數(shù)個錫球214將該半導體晶片封裝構造204連接在該基板206。該步驟606亦可在步驟604之前進行。更具體的說，在該實施例中，可以選擇固化溫度近似錫球回焊溫度的膠粘劑用以形成該連接結構212，因此先將該膠粘劑涂布于該半導體元件204(或是晶片502)與該基板206(或是504)之間之后，可藉由覆晶連接的回焊步驟中的高溫同時固化該膠粘劑，藉此可以節(jié)省制造工序以及工時。
由于本發(fā)明所提供的方法僅需將膠粘劑沿著該半導體元件204(或是晶片502)底面的邊緣涂布，而不需要如現(xiàn)有習知技術那樣將形成底膠充填完全填充在該半導體元件204(或是晶片502)與該基板206(或是504)之間，因此可以節(jié)省材料的消耗量，如此不但可以減少溢膠的問題，更可以快速的形成該連接結構以提高產能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種半導體封裝方法，其特征在于其包括以下步驟將一半導體元件置于一基板上；將該半導體元件以覆晶連接的方式連接在該基板；將一膠粘劑沿著該半導體晶片封裝構造底面的邊緣涂布，藉此在該半導體元件底面的邊緣與該基板之間形成至少一膠粘結構；以及固化該膠粘結構，藉此進一步將該半導體元件固定在該基板。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的膠粘結構是為點狀結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的膠粘結構是為條狀結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的膠粘結構是密封該半導體元件底面的整個邊緣。
5.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的膠粘結構是僅分布于該半導體元件底面的部分邊緣。
6.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的覆晶連接包含一回焊步驟，該涂布膠粘劑的步驟是在該覆晶連接步驟之前執(zhí)行，且該固化步驟以及該回焊步驟是同時進行。
7.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的半導體元件是為一半導體晶片封裝構造。
8.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的半導體元件是為一晶片尺寸封裝構造。
9.根據(jù)權利要求1所述的半導體封裝方法，其特征在于其中所述的半導體元件是為一晶片。
10.一種半導體封裝構造，其特征在于其包括一基板；一半導體元件以覆晶連接的方式設置在該基板上；至少一連接結構設置在該半導體元件與該基板之間并且僅沿著該半導體晶片封裝構造底面的邊緣延伸用以將該半導體元件固接在該基板，其中該連接結構是由一膠粘劑固化而形成。
11.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的連接結構是為點狀結構。
12.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的連接結構是為條狀結構。
13.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的連接結構是密封該半導體晶片封裝構造底面的整個邊緣。
14.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的連接結構是僅分布在該半導體晶片封裝構造底面的部分邊緣。
15.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中用以形成該連接結構的膠粘劑是為一軟材質膠使得所形成的該連接結構具有彈性。
16.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的半導體元件是為一半導體晶片封裝構造。
17.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的半導體元件是為一晶片尺寸封裝構造。
18.根據(jù)權利要求10所述的半導體封裝構造，其特征在于其中所述的半導體元件是為一晶片。
全文摘要
本發(fā)明有關一種半導體封裝構造及其制造方法。該半導體封裝構造，主要包含一基板以及一半導體元件以覆晶連接的方式設置在基板上。本發(fā)明的半導體封裝構造包含一連接結構設置在半導體元件與基板之間并且僅沿著半導體元件底面的邊緣延伸，用以將半導體元件固接在基板，其中該連接結構由一膠粘劑固化而形成。該連接結構具有固接及支撐功用，還能減少半導體元件與基板間的應力，使封裝構造結構不至受到高應力影響而剝離。該半導體封裝方法，將一半導體元件置于一基板上；將半導體元件以覆晶連接方式連接在基板；將一膠粘劑沿著半導體晶片封裝構造底面邊緣涂布，在半導體元件底面邊緣與基板間形成至少一膠粘結構；以及固化該膠粘結構，藉此進一步將半導體元件固定在基板。
文檔編號H01L21/58GK1713362SQ20041004875
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月15日 優(yōu)先權日2004年6月15日
發(fā)明者翁國良, 盧勇利, 朱吉植, 李士璋 申請人:日月光半導體制造股份有限公司